精密视觉测量

精密视觉测量融合了立体视觉和摄影测量,图像处理等相关技术,在不接触被测物体的情况即可得到物体表面的参数信息。 它具有快速、精确、非接触无损伤的测量多个物理量的特点可广泛应用于国防军工、国家电网、工程建设以及工业检测等精密测量领域。

典型案例

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一、图像处理与图像分析

图像滤波与图像特征提取、图像暗态增强、图像分割、图像复原与图像超分辨、粒子图像测速(PIV)。

案例丨流场图像处理

对某流场模型序列图像,在骨架线约束的基础上,考虑骨架线疏密度,采用自适应窗口进行互相关计算获得流场矢量, 进一步通过线卷积积分将离散的二维流场矢量卷积生成流线, 直观展示模型表面流场的流向和流速,为用户进一步深入研究模型的空气动力学特性提供重要的数据支持。

二、摄像测量系统标定与误差修正

摄像机标定与图像校正、非完整标定板角点自动提取与筛选、宽基线\多相机全局基准关联、全景相机与图像拼接。

案例丨测量站全局关联

项目需要对数十个双目视觉测量站进行高精度全局基准关联。针对测量站之间距离远、无共视场的难题,综合运用激光跟踪仪、立体靶标等装置以及相机标定、光束平差、 坐标基准传递等技术手段,最终实现全部测量视觉测量站在200米范围内的全局关联,关联误差小于2毫米。
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三、大型结构体变形监测

高速铁路、桥梁、隧道等大型结构的路基沉降监测、输电线路杆塔沉降监测、桥梁形变监测、大型船体形变监测。

案例丨地铁施工中毗邻高楼地基沉降监测

传统的地基沉降监测一般采用全站仪、水准仪和GPS等手段,往往需要专业的测绘人员定期和长期值守,工作量大、数据更新慢, 难以满足施工过程中的实时性要求。针对该难题,我们提出了一种基于数字相机的精密图像测量方法,可以对特定部位实现全天候、 不间断、实时的全自动监测,沉降测量精度优于1mm,数据刷新率小于1s,而且可以通过4G信号与控制中心远程连接,实现自动广播、 实时报警、长期监控、历史数据分析与验证等扩展功能。

四、位姿视觉测量

合作\非合作标志坐标自动提取、支持多种合作标志方案、空间标志点三维坐标高精度测量、场景自适应特征点提取。

案例丨高速目标位姿参数获取

为获得高速飞行模型的姿态信息,以脉冲激光作为光源,采用高分辨率双目成像系统获取目标的前光图像,通过对模型上的合作标识进行特征提取和三维坐标解算, 最终获得模型在全局坐标系下的6F位姿信息(空间位置、俯仰角、偏航角、滚转角)。
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五、目标检测、识别、跟踪与测量

运动目标检测与跟踪、多目标识别与分类、运动目标几何尺寸与运动参数测量、跨越虚拟边界自动预警。

案例丨输电走廊高风险目标自动识别与报警系统

输电走廊的安全对整个电力系统网络的安全至关重要。针对空间图像测量技术的输电通道外破隐患辨识与告警技术的研究, 得到了输电走廊高风险目标自动识别与告警系统。该系统实现了侵入物的主动识别与跟踪, 并在侵入物跨越虚拟边界后进行就地报警并存照留证。系统能够对高风险目标的高度以及与被保护物的空间距离进行实时测量与预警。

六、精密三维重建

基于双目系统的目标三维重建、基于结构光原理的目标三维重建、基于光度学原理的目标三维重建。

案例丨机翼三维重建

无人机部件精密光测系统是一套基于计算机视觉双目定位和结构光精密测量相结合的软硬件集成系统, 其在经典双目视觉测量定位基础上,利用不同频率的黑白光栅条纹结构光在缺纹理物体表面形成投影形变信息, 实现了物体表面形貌的精密三维测量重建。该系统主要应用于无人机机翼、螺旋桨等中小型薄面部件的三维形貌精密测量, 亦可适用于车辆外壳部组件、风力轮机等其它物体的三维精密测量。